• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.23-32
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• 2007

본 논문은 형상기억합금 바의 휨 거동 특성 파악하기 위하여 여러 가지의 휨 거동 실험을 수행하였으며, 형상기억합금 바의 휨 거동분석을 통하여 지진 시에 적용 가능성을 규명하는데 목적이 있다. 이를 위해 단순 휨 및 이중 휨 실험을 재하속도 및 최대변위를 변수로 수행하였다. 힘-변위 곡선에서 추정한 재하 및 제하 시의 강성이 추정되었으며, 등가의 감쇠비도 각 실험결과에서 추정되었다. 단순 휨에서 형상기억합금 바는 32 mm 변위 이후에 강성증가현상을 나타냈으며, 이것은 SIM(Stress-Induced-Martensite) 현상에 의해서 발생하는 것으로 추정된다. 재하속도의 증가는 형상기억합금 휨 강성 증가에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이중 휨 거동에서 형상기억합금 바는 단순 휨에 비해 강성이 약 5배정도 크게 나타났으며, 감쇠비는 유사하게 나타났다. 휨 거동의 형상기억합금 바를 지진 변위 제어장치로 사용하여 3경간 단순지지 교량에 적용하여 지진해석을 수행하였다. 이러한 지진변위 제어장치는 매우 효과적인 것으로 나타났으며, 실용적인 것으로 판단된다. 본 논문의 의미는 형상기억합금 바의 휨 거동에 대한 기초 지식을 제공하는데 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.723-726
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• 2002

In the recent years, as the research and the development of micro and precision machinery become active, the interest of micro actuators using SMA(Shape Memory Alloy) has been increased. The dynamic characteristic analysis of SMA is necessary for actuator application and many common researches report the material characteristics of SMA sufficiently. However, the research of dynamic characteristics is very deficient. In this paper, the helical spring is fabricated with NiTi SMA wire of high resistivity The farce, response speed, temperature, and displacement are measured by digital force gauge, infrared thermometer, and laser displacement sensor so that the dynamic characteristics of this SMA actuator is analyzed.

• 기계저널
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• 제44권6호
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• pp.34-39
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• 2004

형상기억합금(SMA : Shape Memory Alloy)은 일반적인 금속이나 합금에서는 찾아볼 수 없는 형상기억효과(shape memory effect)와 초탄성 (superelasticity) 거동을 보이고 있다. 이러한 특성은 1951년에 금-카드뮴(Au-Cd) 합금에서 처음으로 발견되었으며, 1963년에 미국 해군병기연구소(Naval Ordnance Laboratory)에서 니켈-티타늄 (Ni-Ti) 합금에서 형상기억효과를 발견한 후로 널리 상용화되었다. 니티놀(nitinol)이라고 불려지는 니켈-티타늄 계열의 형상기억합금은 단위 부피당 많은 에너지를 낼 수 있고, 내 부식성(corrosion resistance)과 생화학적 적합성(bio-compatibility)이 뛰어나다. 또한 100,000사이클 이상의 긴 사용수명을 갖기 때문에 작동기(actuator)로서 우수한 특징을 갖는다. (중략)

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.875-888
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• 2013

최근에는 초탄성 형상기억합금을 구조물 일부에 설치하여 지진과 같은 외부 충격하중으로 인해 발생되는 영구적인 소성 변형을 줄이고 자동치유가 가능한 변위제어 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초탄성 형상 기억합금은 상당량의 변위를 가하더라도 별도의 열처리 없이도 상온에서 단지 하중만을 제거하여도 원형으로 복원이 가능한 독특한 합성 금속재료이다. 뼈대 구조물에서 변형이 집중이 되는 부위에 기존에 사용된 강재를 대신하여 초탄성 형상기억합금을 사용한다면 시스템의 복원 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 내진성능이 우수한 좌굴방지 가새프레임에 초탄성 형상기억합금 소재를 접목시킨 새로운 구조 시스템을 제안하고 자 한다. 본 연구에서 제안된 구조시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 사용되는 설계코드를 참고하여 6층의 가새프레임 빌딩을 설계를 하고 2차원적인 유한요소 프레임 모델에 각각의 지진 위험도 레벨의 가속도 데이터를 사용하여 비선형 동적 해석을 실시하였다. 해석결과를 바탕으로 초탄성 형상기억합금 가새시스템을 사용한 프레임 구조물과 기존의 가새시스템을 성능적인 측면에서 서로 비교하였다. 해석결과는 지진하중 이후에 초탄성 형상기억합금 가새시스템은 구조물에 잔류 처짐을 감소하는데 매우 효율적임을 보여주고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.287-297
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• 2022

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.55-65
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• 1999

형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 및 좌굴후 거동을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 균일한 온도분포, 양단고정 상태에서 형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 거동을 나타내었고 검토하였다. 삽입한 형상기억합금 선의 형상회복력은 복합적층 보의 열팽창 변형률을 감소시킴으로써 임계좌굴온도를 증가시키고 좌굴후 거동에서 횡방향 변형을 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 형상회복력이 열좌굴에 미치는 영향을 온도-하중-횡방향 변위의 거동결과에서 세장비, 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등의 설계변수를 고려하여 정량적으로 나타내었다. 온도-횡방향 변형의 결과로부터 임계좌굴온도를 구하는 접선교차점의 방법을 제안하였다. 열좌굴 및 좌굴후 거동에서 실험결과의 해석을 바탕으로 형상회복력이 임계좌굴온도에 미치는 영향을 나타내는 이론적인 식을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.45-54
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• 1999

본 연구에서는 형상기억합금 선을 편심하게 삽입한 복합적층 보의 좌굴 및 좌굴후 제어에 관한 실험결과를 나타내었다. 임계좌굴하중을 향상하기 위하여 형상회복모멘트의 특성을 활용하였다. 좌굴제어의 범위를 향상시키기 위해 페루프 제어를 사용하여 좌굴후 제어의 거동을 검토하였다. 이러한 좌굴제어 실험을 통하여, 임계좌굴하중을 증가시키고 좌굴모드가 반대방향으로 변화하는 거동을 보의 세장비 및 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등을 고려하여 하중-변위의 결과로부터 정량적, 정성적으로 분석하였다. 적당한 형상회복모멘토를 이용하여 원하는 변형형상을 유지함으로써 외부하중을 받는 보의 좌굴후 제어에서도 적용할 수 있다.

• 한국생산제조학회지
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• 제18권6호
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• pp.551-557
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• 2009

A development of smart materials is becoming a prominent issue on present industries. A smart material, included in functions, is needed for micro fabrication. A shape memory alloy(SMA) in a smart material is best known material. Ni-Ti alloy, composed of nikel and titanium is one of the best shape memory alloy(SMA). Nitinol SMA is used for a lot of high tech industry such as aero space, medical device, micro actuator, sensor system. However, Ni-Ti SMA is difficult to process to make a shape and fabrications as traditional machining process. Because nitinol SMA, that is contained nikel content more than titanium content, has similar physical characteristics of titanium. In this paper, the characteristics of ECM grooving process for nitinol SMA are investigated by experiments. The experiments in this study are progressed for power, gap distance and machining time. The characteristics are found each part. Fine shape in work piece can be found on conditions; current 6A, duty factor 50%, gap distance 15%, gap distance $15{\mu}m$, machining time 10min.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권12호
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• pp.1153-1160
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• 2008

In this paper, the algorithm of Abaqus UMAT is introduced to analyze the shape memory alloy. The SMA has two main effects which show non-linearity. Due to this, it is hard to analyze SMA using analysis tools and to describe all of two effects. Therefore, in this study, the program using Abaqus UMAT based on Modified Brinson model is used to analyze SMA. The martensite fraction, the most important factor which defines SMA motion, is also calculated by Fortran program in UMAT. In addition, the tensile test of SMA specimen is conducted. The availability of algorithm is proved by comparing analysis to experimental result.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.7-13
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• 2003

형상기억복합재료를 제조하기 위하여 핫프레스 방법을 이용하여 최적의 제조조건을 도출하였으며 냉간압연에 의해 기지재와 강화재의 계면접합을 강화하여 강도를 증가시켰다. 이러한 방법에 의해 제조된 형상기억복합재료에 대하여 외부 하중에 의한 손상정도와 균열의 발생을 감지하여 균열 발생 및 진전을 억제하는 온라인 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위하여 음향방출 신호의 파라미터를 이용하여 손상에 따른 최적의 AE 파라미터를 도출하였으며 가역시스템을 이용하여 형상기억합금을 가열함으로써 형상기억합금의 수축에 의한 복합재료 내부에 균열진전을 억제시키는 시스템을 개발하였다